2017 Fiscal Year Annual Research Report
Combustion-reaction database specialized for accidental fire/explosion simulations
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15H02977
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
桑名 一徳 山形大学, 大学院理工学研究科, 准教授 (30447429)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
寺島 洋史 (石原洋史) 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (20415235)
林 直樹 神奈川工科大学, 工学部, 准教授 (00377839)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 火災 / 爆発 / シミュレーション / 燃焼反応 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の計算能力の向上および計算アルゴリズムの超高効率化により、火災・爆発のような大規模現象に対しても乱流燃焼モデルに依存しない直接数値計算が可能になりつつある。しかし、詳細反応モデルを用いた計算は負荷が高すぎるため、簡易反応モデルを用いるのが現実的である。本研究の目的は、火災・爆発シミュレーションに特化した簡易反応モデルの提案方法を確立し、さらに、そのような反応モデルのデータベースを構築することである。
平成29年度は、理論解析による簡易反応モデルおよび反応速度パラメータの導出、詳細反応モデル・簡易反応モデルを用いた数値シミュレーションの実施および実験結果との比較を行った。さらに、最適な反応モデルを選択する方法論について検討した。それぞれの概要について以下に記す。
【理論解析による反応速度パラメータの導出】1次元系の燃焼現象を対象とし、詳細反応シミュレーションの結果に基づいて燃焼理論に基づき反応速度パラメータを求めた。伝播火炎の加速現象等を検討の対象とした。これにより、火災・爆発シミュレーションで活用できる反応速度データを蓄積することができた。
【数値シミュレーションおよび燃焼実験】詳細反応モデルと簡易反応モデルについて数値シミュレーション結果を比較検討し、同等の結果が得られることを確認した。これにより、火災・爆発シミュレーションにおいても簡易反応モデルを用いて詳細反応モデルと同等な結果を得られることを確認できた。また、火災の基礎現象であるプール火災について、シミュレーションにより実験結果をおおむね再現できることを確認した。
【最適な反応モデルを選択する方法論の検討】予混合火炎や拡散火炎の特徴を併せ持つエッジフレーム等を対象とし、火炎伸長率をはじめ燃焼状態を表現できるスカラー量について検討した。これにより、火災・爆発現象における燃焼状態を判定するための指標について知見を得た。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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